五十鈴（6HK1）歐Ⅲ電控發(fā)動機的一例故障檢修

肇慶市粵運汽車運輸有限公司肇慶客運總站汽車修理廠 黃智勇

五十鈴（6HK1）歐Ⅲ電控發(fā)動機的一例故障檢修

肇慶市粵運汽車運輸有限公司肇慶客運總站汽車修理廠 黃智勇

本文主要講述五十鈴（6HK1）歐Ⅲ電控發(fā)動機的一例故障檢修，針對因發(fā)動機線束斷路，造成怠速不能平滑調(diào)整，發(fā)動機故障燈長亮，發(fā)動機ECU記錄一個故障碼31（即發(fā)動機怠速選擋傳感器故障）。文章著重介紹該故障的診斷、分析和排除過程，并作技術(shù)性探討與相關(guān)交流。

電控發(fā)動機ECU 地線 數(shù)字地 模擬地。

前言：隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)的飛躍發(fā)展，對車輛節(jié)能、環(huán)保等各方面的要求不斷提高，車輛排放標準也在不斷提高。發(fā)動機從傳統(tǒng)的直列式高壓油泵到現(xiàn)在的燃油共軌技術(shù)，由機械控制到電子控制，技術(shù)在不斷更新和進步。汽車維修業(yè)不可避免地面對汽車電控技術(shù)的嚴峻挑戰(zhàn)，不跨越現(xiàn)代汽車電控技術(shù)這道門檻，就難以在當(dāng)今汽修行業(yè)中立足。汽車電子技術(shù)無情地把住了現(xiàn)代汽車維修行業(yè)的大門，因此盡快掌握汽車電控技術(shù)，是擺在汽車維修業(yè)面前的緊迫任務(wù)。本文講述的這一故障是關(guān)于五十鈴（6HK1）歐Ⅲ電控發(fā)動機的一例故障。

一、故障現(xiàn)象

一輛由車廠出廠送到客戶手上還沒有正式投入營運的宇通ZK6930H客車，駕駛員反映發(fā)動機故障燈長亮，但是動力沒有變化，只是怠速不能平滑線性調(diào)整，只能在500轉(zhuǎn)/分鐘或1000轉(zhuǎn)/分鐘兩種工況狀態(tài)運轉(zhuǎn)，而中間沒有過渡過程。

二、柴油電控發(fā)動機ECU的基本工作原理

各種輸入信號通過傳感器及其他信息輸入ECU中，電控發(fā)動機ECU連續(xù)監(jiān)測發(fā)動機各傳感器傳送過來的信號。在系統(tǒng)存儲器中，存有發(fā)動機的各種有關(guān)調(diào)控參數(shù)或狀態(tài)的目標數(shù)據(jù)或參數(shù)圖譜（稱為MAP圖），這些數(shù)據(jù)是柴油機的各種不同參數(shù)和最優(yōu)運行結(jié)果的綜合，一般通過統(tǒng)計或?qū)崪y得到。當(dāng)由傳感器檢測到的發(fā)動機的某一實際參數(shù)輸入ECU后，首先與存儲器中的相應(yīng)參數(shù)和最優(yōu)運行結(jié)果比較，如果兩者相同，則電控系統(tǒng)保持原狀態(tài)，發(fā)動機繼續(xù)按當(dāng)前狀態(tài)運行；當(dāng)實際參數(shù)偏離目標參數(shù)時，ECU將根據(jù)偏離值的大小和方向按一定的控制對策進行有關(guān)信息的處理。對數(shù)字信號的處理方法有兩種：一種是根據(jù)預(yù)定控制規(guī)律的控制算法對輸入信號進行直接運算和處理，然后輸出控制指令；另一種是對輸入的數(shù)字進行特征抽取，即對輸入信號的處理并非為了得到直接控制決策，經(jīng)過運算處理后通過I/O接口輸出控制命令，經(jīng)輸出回路放大后控制噴油量（齒條位置或電磁閥關(guān)閉持續(xù)時間）和噴油正時（正時控制閥開閉和電磁閥關(guān)閉始點），使發(fā)動機相應(yīng)參數(shù)或狀態(tài)向目標逼近，接近程度也可由相應(yīng)傳感器來檢測，并將檢測結(jié)果反饋給ECU，實現(xiàn)閉環(huán)控制，使柴油機按最佳狀態(tài)運行。

三、故障分析

首先用閃碼的方法讀取故障碼，讀得故障碼為31（即發(fā)動機怠速選檔傳感器故障）。這個傳感器是一個可調(diào)電阻器，正常時可調(diào)電阻順時針旋轉(zhuǎn)時怠速會平滑升高至1000轉(zhuǎn)，逆時針旋轉(zhuǎn)時怠速會平滑下降到500轉(zhuǎn)。而故障車輛的發(fā)動機怠速選擋傳感器的旋轉(zhuǎn)方向剛好與正常時相反，順時針時旋鈕旋至限位位置怠速馬上降到500轉(zhuǎn)，故障燈亮，不可以清除故障碼，逆時針時旋鈕旋至限位位置，怠速馬上升到1000轉(zhuǎn)，可以清除故障碼，在整過旋轉(zhuǎn)過程中怠速沒有平滑線性升高或降低的過程。

由圖1可知，發(fā)動機怠速選檔傳感器兩端電壓為5V，與油門踏板位置傳感器1共用一組電源。拆下油門踏板位置傳感器插頭測量，兩個傳感器都有5V電壓。

圖1

可能造成此故障的各種原因：

（1）怠速選擋傳感器損壞

該傳感器是一個可調(diào)電阻，在旋轉(zhuǎn)過程中阻值會不斷變化（升高或降低），變化過程平滑呈線性變化。如果可調(diào)電阻中間有斷點的話，電阻在旋轉(zhuǎn)過程中電壓就不會發(fā)生變化，由圖2可知，V66就不會有電壓輸出。此時發(fā)動機ECU會檢測到少了一個信號輸入，即點亮發(fā)動機故障燈，提醒駕駛員車輛有故障。

圖2

（2）線束短路

車輛在生產(chǎn)組裝和使用過程中，由于人為或使用不當(dāng)?shù)仍?，有可能造成車身線束的絕緣損壞，隨著使用時間的推移致使絕緣損壞部分有可能發(fā)生相互觸碰的情況，而造成線路短路。由于發(fā)動機ECU有過流、過壓保護功能，所以ECU會自動保護自身，同時點亮發(fā)動機故障燈以提醒駕駛員。

（3）ECU內(nèi)部損壞，沒有5V電壓輸出

由發(fā)動機ECU線路圖可以看到，ECU有多組5V電壓輸出。ECU是電子產(chǎn)品，如果在使用過程中由于人為或意外的原因造成ECU內(nèi)部損壞，從而使ECU內(nèi)部出現(xiàn)故障，導(dǎo)致減少或完全沒有電壓輸出，同時點亮發(fā)動機故障燈，車輛會出現(xiàn)熄火或進入跛行回家方式。

（4）線束斷路

由于車輛線束長度在設(shè)計時基本已經(jīng)固定，當(dāng)應(yīng)用到實際車型出現(xiàn)線束過長時，一般會人為把線束盤起縮短，而線束過短時就會通過接駁來加長線束的長度（本人在實際操作過程中曾經(jīng)多次發(fā)現(xiàn)這種情況，就此車型來說，其空氣流量傳感器和進氣溫度傳感器由于線束長度不夠長而車廠人為加長了線束）。在實際組裝車輛過程，因為車廠每一個工人的操作方法不盡相同，有可能在人為接駁加長線束長度時出現(xiàn)接駁處不牢固的現(xiàn)象，當(dāng)使用一段時間后就會發(fā)生接駁口斷開，造成線束斷路，ECU檢測到少了一個信號就會立即點亮發(fā)動機故障燈，提示故障發(fā)生。

4．故障的診斷與排除

由于該故障車輛是屬于新車，實際行駛里程還沒有2000公里。上述分析中的原因①怠速選擋傳感器損壞：經(jīng)拆下該傳感器測量電阻，在整個旋轉(zhuǎn)過程中阻值呈平滑變化、阻值正常，可以排除。原因②線束短路：由圖1可知，該傳感器與油門踏板位置傳感器1共用一組5V電源，而測量油門踏板位置傳感器兩傳感器都有5V電壓，因此不存在線束短路。原因③發(fā)動機ECU內(nèi)部損壞：根據(jù)該車駕駛員反映，車輛動力正常，沒有熄火或進入跛行回家工作方式，所以ECU內(nèi)部損壞也可以排除。原因④線束斷路：由圖1和表1可知，實際測量怠速選檔傳感器時，與正常車輛對比得知，證實為線束斷路，并確定是V41腳斷路。

表1

從圖1可知，V41是ECU內(nèi)部輸出其中一組5V電壓的負極，通過測量正常車輛發(fā)現(xiàn)V41與車輛接地線的電阻只有1～2Ω的范圍，初步判斷是只要把V41與車輛接地線相連就可以排除故障。但是將故障車輛的V41與車身搭鐵相連后并沒有排除此故障。經(jīng)過深思后我回想起電子技術(shù)專業(yè)里的模擬電子電路和數(shù)字電路中曾經(jīng)提及過有負極（地線）、模擬地、數(shù)字地這幾個術(shù)語。

在大型集成電路中，集成IC要處理大量不同的信號，而輸入的信號由于其具體采集信號的傳感器的類型不同，采集的信號就有數(shù)字信號①和模擬信號②之分。因為數(shù)字信號一般為矩形波，帶有大量的諧波，如果電路板中的數(shù)字地與模擬地沒有從接入點分開，數(shù)字信號中的諧波很容易會干擾到模擬信號的波形，當(dāng)模擬信號為高頻或強電信號時，也會影響到數(shù)字電路的正常工作。所以一般大型的集成IC都有模擬地線和數(shù)字地線，分別與其對應(yīng)的輸入信號相連接。（例如：曲軸傳感器、凸輪軸傳感器等采集的信號是數(shù)字信號，油門踏板位置傳感器、怠速選擋傳感器等采集的信號是模擬信號。）而ECU自身供電電源也有地線（即電池負極）。

分析現(xiàn)在這種車型，發(fā)動機是電控發(fā)動機，由ECU控制發(fā)動機的各種工作狀況。而發(fā)動機ECU是由很多電子零件組成的電子產(chǎn)品，在故障分析時必須應(yīng)用到電子技術(shù)中的模擬電路和數(shù)字電路的相關(guān)知識去分析。前面所說的怠速選擋傳感器輸入的信號是模擬信號，而上述分析和檢查時確定是V41斷路，V41是ECU輸出的5V電壓的模擬地線并不是車身地線，于是嘗試用一根導(dǎo)線把怠速選riv 傳感器V41腳與ECU的V41腳連接，此時故障碼即可以清除，旋轉(zhuǎn)旋鈕時怠速可以在500轉(zhuǎn)/分鐘到1000轉(zhuǎn)/分鐘的范圍內(nèi)實現(xiàn)平滑線性變化，發(fā)動機故障燈也沒有再亮了。

由于這是一輛新車，線束綁扎得很美觀，而線路具體在什么地方斷路很難確定，剝開線束查線既費時又難以恢復(fù)其美觀性，最后經(jīng)與發(fā)動機售后工作人員取得聯(lián)系，得到對方同意后借用車輛還沒有使用的線束，把怠速選擋傳感器V41腳與ECU V41腳相連接，故障終徹底排除。（如圖3、圖4所示）。

五、結(jié)束語

通過上述分析和檢修，最終排除這一故障，從中得出結(jié)論：由于我們維修人員對歐Ⅲ電控發(fā)動機接觸時間較短，特別是電路方面的故障許多都對我們來說還是很陌生，而對電控發(fā)動機電路檢修的技術(shù)要求又比較高，因此不能只用傳統(tǒng)的檢修方法和常規(guī)的思維方式對歐Ⅲ電控發(fā)動機的電路故障進行分析與排查，而要綜合采用有關(guān)電子電路等專業(yè)知識，結(jié)合故障具體特征去分析和排除故障，這樣才會收到有事半功倍的效果，從而減少檢修時間，提高工作效率，確保維修質(zhì)量。

[1] 廖發(fā)良.主編.汽車電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與檢修（第2版） 。北京.電子工業(yè)出版社.2009.6

[2] 楊素行主編.模擬電子電路. 北京：中央廣播電視大學(xué)出版社.1994.11

[3] 閻石主編.數(shù)字電子電路. 北京：中央廣播電視大學(xué)出版社.1995.2

[4] 深圳市汽車進口有限公司 .《五十鈴（6HK1）歐Ⅲ電器原理圖》

①數(shù)字信號：數(shù)字電路的工作信號是二進制的數(shù)字量“1”或“0”，信號的幅度只有高電平或低電平兩種狀態(tài)，它們在數(shù)值上是離散的，對數(shù)字電路的要求是在輸入與輸出的數(shù)字是信號之間實現(xiàn)一定的邏輯關(guān)系。

②模擬信號：模擬電路的工作信號通常是與某些物理量對應(yīng)的模擬量，它們在數(shù)值上是連續(xù)的，而對模擬電路的要求通常是實現(xiàn)模擬信號的放大、變換、產(chǎn)生等等。

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